Сварка пластика

Сварка пластмасс — это сварка полуфабрикатов из пластмасс , описанная в ISO 472. как процесс соединения размягченных поверхностей материалов, как правило, с помощью тепла (кроме сварки растворителем ). Сварка термопластов осуществляется в три последовательных этапа: подготовка поверхности, применение тепла и давления и охлаждение. Для соединения полуфабрикатов из пластмасс было разработано множество методов сварки. По механизму выделения тепла на границе раздела сварки методы сварки термопластов можно разделить на методы внешнего и внутреннего нагрева. как показано на рис. 1.

Рис. 1. Классификация способов сварки полуфабрикатов полимерных материалов.

Получение качественного сварного шва зависит не только от методов сварки, но и от свариваемости основных материалов. оценка свариваемости имеет большее значение, чем сама операция сварки (см. реологическая свариваемость Поэтому для пластмасс ).

Техника сварки

Для сварки полуфабрикатов из пластика используется ряд методов, как указано ниже:

Сварка горячим газом

Основная статья: Сварка горячим газом

Сварка горячим газом, также известная как сварка горячим воздухом , представляет собой метод сварки пластмасс с использованием тепла. Специально разработанный тепловой пистолет, называемый аппаратом для сварки горячим воздухом , создает струю горячего воздуха, который смягчает как соединяемые детали, так и пластиковый присадочный стержень, которые должны быть изготовлены из одного и того же или очень похожего пластика. (Сварка ПВХ с акрилом является исключением из этого правила.)

Сварка горячим воздухом и газом — распространенный метод изготовления небольших изделий, таких как резервуары для химикатов , резервуары для воды , теплообменники и сантехническая арматура .

В случае полотен и пленок нельзя использовать присадочный стержень. Два листа пластика нагреваются горячим газом (или нагревательным элементом ), а затем скатываются вместе. Это быстрый процесс сварки, который можно выполнять непрерывно.

Сварочный стержень

Пластиковый сварочный стержень, также известный как термопластичный сварочный стержень , представляет собой стержень круглого или треугольного поперечного сечения, используемый для соединения двух кусков пластика вместе. Они доступны в широком диапазоне цветов, соответствующих цвету основного материала. Намотанный пластиковый сварочный стержень известен как «сплайн».

Важным аспектом проектирования и производства сварочных стержней для пластмасс является пористость материала. Высокая пористость приведет к образованию пузырьков воздуха (известных как пустоты ) в стержнях, что снижает качество сварки. Поэтому самым высоким качеством являются пластиковые сварочные стержни с нулевой пористостью, которые называются беспористыми .

Термосваривание

Термосварка — это процесс сварки одного термопласта с другим аналогичным термопластом с использованием тепла и давления. Метод термосваривания прямого контакта использует постоянно нагретую матрицу или сварочный стержень для подачи тепла к определенной области контакта или пути для герметизации или сварки термопластов вместе. различные термосварочные материалы , доступны Для соединения термопластических материалов, таких как пластиковые пленки : термосварочный аппарат, импульсный сварочный аппарат и т. д.

Термосварка используется во многих областях применения, включая термосварку соединителей, термоактивируемые клеи, а также запечатывание пленкой или фольгой. Распространенные области применения процесса термосварки: Разъемы с термосваркой используются для соединения ЖК-дисплеев с печатными платами во многих бытовых электронных устройствах, а также в медицинских и телекоммуникационных устройствах. Термосварка продуктов с помощью термоклеев используется для закрепления четких экранов дисплеев на потребительских электронных продуктах и ​​для других герметичных термопластических сборок или устройств, где термическая фиксация или ультразвуковая сварка невозможны из-за требований конструкции детали или других соображений сборки.

Термосваривание также используется при производстве пленок для анализа крови и фильтрующих материалов для крови, вирусов и многих других тест-полосок, используемых сегодня в медицинской сфере. Ламинатную фольгу и пленки часто термосваривают поверх термопластичных медицинских лотков, планшетов для микротитрования (микропланшет), бутылок и контейнеров для герметизации и/или предотвращения загрязнения медицинских тестовых устройств, лотков для сбора проб и контейнеров, используемых для пищевых продуктов. В медицинской и пищевой промышленности при производстве пакетов или гибких контейнеров термосваривание используется либо для сварки по периметру пластикового материала пакетов, либо для запечатывания портов и трубок в пакеты.

Свободная сварка

При ручной сварке струя горячего воздуха (или инертного газа) сварщика подается одновременно на зону сварного шва и на кончик сварочного стержня. По мере того, как стержень размягчается, он вдавливается в соединение и приваривается к деталям. Этот процесс медленнее, чем большинство других, но его можно использовать практически в любой ситуации.

Скорость сварки наконечником

При скоростной сварке аппарат для сварки пластика, по внешнему виду и мощности похожий на паяльник, оснащен трубкой подачи пластикового сварочного стержня. Наконечник Speed ​​нагревает стержень и основу и в то же время прижимает расплавленный сварочный стержень на место. В место соединения укладывается валик из размягченного пластика, и детали и сварочный стержень сплавляются. Для некоторых типов пластика, таких как полипропилен, расплавленный сварочный стержень необходимо «смешать» с полурасплавленным основным материалом, который изготавливается или ремонтируется. Эти методы сварки со временем совершенствовались и уже более 50 лет используются профессиональными производителями и ремонтниками пластмасс по всему миру. Метод сварки скоростным наконечником — гораздо более быстрый метод сварки, и с практикой его можно использовать в узких углах.Вариант «пистолета» со скоростным наконечником, по сути, представляет собой паяльник с широким плоским наконечником, который можно использовать для плавления сварного соединения и присадочного материала для создания соединения.

Экструзионная сварка

Экструзионная сварка позволяет выполнять сварные швы большего размера за один проход. Это предпочтительный метод соединения материалов толщиной более 6 мм. Сварочный стержень втягивается в миниатюрный ручной пластиковый экструдер, пластифицируется и выталкивается из экструдера к соединяемым деталям, которые размягчаются струей горячего воздуха, чтобы обеспечить соединение.

Контактная сварка

Это то же самое, что и точечная сварка, за исключением того, что тепло передается за счет теплопроводности кончиков зажимов, а не за счет электропроводности. Две пластиковые детали соединяются вместе, где нагретые наконечники зажимают их, расплавляя и соединяя детали.

Сварка горячей пластиной

Основная статья: Сварка горячей пластиной

Этот метод, связанный с контактной сваркой, используется для сварки более крупных деталей или деталей со сложной геометрией сварного соединения. Две свариваемые детали помещаются в оснастку, прикрепленную к двум противоположным плитам пресса. Горячая пластина, форма которой соответствует геометрии сварного соединения свариваемых деталей, перемещается между двумя деталями. Две противоположные плиты приводят детали в контакт с горячей плитой до тех пор, пока тепло не размягчит поверхности раздела до точки плавления пластика. Когда это условие достигнуто, горячая пластина удаляется, а детали сжимаются и удерживаются до тех пор, пока сварное соединение не остынет и не затвердеет, чтобы создать прочное соединение.

Сварочное оборудование с горячей пластиной обычно управляется пневматически, гидравлически или электрически с помощью серводвигателей.

Этот процесс используется для сварки компонентов под капотом автомобиля, компонентов внутренней отделки автомобиля, медицинских фильтрующих устройств, компонентов бытовой техники и других компонентов салона автомобиля.

Бесконтактная/ИК сварка

Основная статья: ИК-сварка

Подобно сварке горячей пластиной, при бесконтактной сварке для расплавления поверхности сварного шва используется источник инфракрасного тепла, а не горячая пластина. Этот метод позволяет избежать прилипания материала к горячей пластине, но он более дорогой и труднее обеспечить равномерные сварные швы, особенно на геометрически сложных деталях.

Высокочастотная сварка

Основная статья: Высокочастотная сварка

Высокочастотная сварка, также известная как диэлектрическая сварка или радиочастотная (РЧ) термосварка, представляет собой очень развитую технологию , существующую с 1940-х годов. Высокочастотные электромагнитные волны в диапазоне радиочастот могут нагревать некоторые полимеры, смягчая пластик для соединения. Нагретые пластмассы под давлением свариваются вместе. Тепло генерируется внутри полимера за счет быстрой переориентации некоторых химических диполей полимера, а это означает, что нагрев может быть локализован, а процесс может быть непрерывным.

Только некоторые полимеры, содержащие диполи, могут нагреваться радиочастотными волнами, в частности полимеры с высокой мощностью потерь. Среди них ПВХ , полиамиды (ПА) и ацетаты с помощью этой технологии обычно сваривают . На практике два куска материала помещаются на настольный пресс, который оказывает давление на обе поверхности. Плашки используются для управления процессом сварки. Когда пресс собирается, высокочастотные волны (обычно 27,120 МГц ) проходят через небольшую область между матрицей и столом, где происходит сварка. Эта высокая частота (радиочастота) нагревает пластик, который сваривается под давлением, принимая форму штампа.

Радиочастотная сварка выполняется быстро и относительно легко, приводит к ограниченному разрушению полимера даже при сварке толстых слоев, не образует дыма, требует умеренного количества энергии и может создавать сварные швы, устойчивые к воде, воздуху и бактериям. Параметры сварки — это мощность сварки, время (нагрева и охлаждения) и давление, при этом температура, как правило, не контролируется напрямую. Вспомогательные материалы также можно использовать для решения некоторых сварочных задач. Этот вид сварки используется для соединения полимерных пленок, используемых в различных отраслях промышленности, где требуется прочное и герметичное уплотнение. В тканевой промышленности РФ чаще всего используется для сварки тканей с покрытием из ПВХ и полиуретана (ПУ). Другими материалами, обычно свариваемыми с использованием этой технологии, являются нейлон, ПЭТ, ПЭВА, ЭВА и некоторые АБС-пластики. Соблюдайте осторожность при сварке уретана, поскольку известно, что при плавлении он выделяет токсичные газы цианида .

Индукционная сварка

Когда электрический изолятор, например пластик, покрыт материалом, имеющим высокую электропроводность, например металлами или углеродными волокнами, можно выполнить индукционную сварку. Сварочный аппарат содержит индукционную катушку, на которую подается высокочастотный электрический ток. При этом создается электромагнитное поле, которое действует либо на электропроводящую, либо на ферромагнитную заготовку. В электропроводящей заготовке основным эффектом нагрева является резистивный нагрев, который обусловлен наведенными токами, называемыми вихревыми токами . Индукционная сварка термопластов, армированных углеродным волокном, — это технология, широко используемая, например, в аэрокосмической промышленности.

В ферромагнитных заготовках пластмассы можно сваривать индукционной сваркой , смешивая их с металлическими или ферромагнитными соединениями, называемыми токоприемниками . Эти токоприемники поглощают электромагнитную энергию индукционной катушки, нагреваются и передают свою тепловую энергию окружающему материалу за счет теплопроводности.

Инжекционная сварка

Сварка под давлением аналогична/идентична экструзионной сварке, за исключением того, что с помощью определенных насадок ручного сварочного аппарата можно вставить насадку в отверстия различного размера в пластиковых дефектах и ​​залатать их изнутри. Преимущество состоит в том, что не требуется доступа к задней части дефектного отверстия. Альтернативой является заплатка, за исключением того, что заплату нельзя отшлифовать заподлицо с исходным окружающим пластиком до той же толщины. ПЭ и ПП наиболее подходят для этого типа процесса. Примером такого инструмента является Drader Injectiweld.

Ультразвуковая сварка

Основная статья: Ультразвуковая сварка

При ультразвуковой сварке высокочастотная (от 15 кГц до 40 кГц) вибрация низкой амплитуды используется для создания тепла за счет трения между соединяемыми материалами. Интерфейс двух частей специально разработан для концентрации энергии для достижения максимальной прочности сварного шва. Ультразвук можно использовать практически для всех пластиковых материалов. Это самая быстрая из доступных технологий термосваривания.

Сварка трением

Основная статья: Сварка трением

При сварке трением две собираемые детали притираются друг к другу при более низкой частоте (обычно 100–300 Гц) и более высокой амплитуде (обычно от 1 до 2 мм (от 0,039 до 0,079 дюйма)), чем при ультразвуковой сварке. Трение, вызванное движением, в сочетании с давлением зажима между двумя частями создает тепло, которое начинает плавить области контакта между двумя частями. В этот момент пластифицированные материалы начинают образовывать слои, которые переплетаются друг с другом, что приводит к прочному сварному шву. По завершении вибрационного движения детали остаются скрепленными до остывания сварного соединения и повторного затвердевания расплавленного пластика. Движение трения может быть линейным или орбитальным, и конструкция соединения двух частей должна допускать это движение.

Спиновая сварка

Основная статья: Спиновая сварка

Спиновая сварка — это особый вид сварки трением. При этом процессе один компонент с круглым сварным соединением удерживается неподвижно, а сопрягаемый компонент вращается с высокой скоростью и прижимается к неподвижному компоненту. Вращательное трение между двумя компонентами генерирует тепло. Как только соединяемые поверхности достигают полурасплавленного состояния, вращающийся компонент резко останавливается. Усилие, действующее на два компонента, сохраняется до тех пор, пока сварное соединение не остынет и не затвердеет. Это распространенный способ производства пластиковых колес малой и средней нагрузки, например, для игрушек, тележек для покупок, мусорных баков и т. д. Этот процесс также используется для сварки различных отверстий в подкапотных компонентах автомобилей.

Лазерная сварка

Этот метод требует, чтобы одна часть пропускала лазерный луч, а другая часть была поглощающей, либо покрытие на границе раздела поглощало луч. Две детали находятся под давлением, в то время как лазерный луч движется вдоль линии соединения. Луч проходит через первую часть и поглощается другой частью или покрытием, выделяя достаточно тепла для смягчения границы раздела, создавая постоянный сварной шов.

Полупроводниковые диодные лазеры обычно используются при сварке пластмасс. Длины волн в диапазоне от 808 до 980 нм можно использовать для соединения различных комбинаций пластиковых материалов. В зависимости от материалов, толщины и желаемой скорости процесса необходимы уровни мощности от менее 1 Вт до 100 Вт.

Диодные лазерные системы обладают следующими преимуществами при соединении пластмассовых материалов: :

• Чище, чем клеевое соединение
• Нет микрофорсунок, которые могут засориться.
• Отсутствие жидкости или паров, влияющих на качество поверхности.
• Никаких расходных материалов
• Более высокая пропускная способность
• Возможен доступ к заготовке сложной геометрии.
• Высокий уровень контроля процесса

Требования к высокопрочным соединениям включают достаточную передачу через верхний слой, поглощение нижним слоем, совместимость материалов (смачивание), хорошую конструкцию соединения (давление зажима, площадь соединения) и меньшую удельную мощность.

Некоторые материалы, которые можно соединить, включают полипропилен , поликарбонат , акрил , нейлон и АБС-пластик .

Конкретные области применения включают герметизацию, сварку или соединение: катетерных мешков, медицинских контейнеров, автомобильных ключей дистанционного управления, корпусов кардиостимуляторов, соединений с защитой от вскрытия шприцев, узлов фар или задних фонарей, корпусов насосов и деталей сотовых телефонов.

Прозрачная лазерная сварка пластика

Новая технология волоконного лазера позволяет получать более длинные волны лазера, при этом наилучшие результаты обычно составляют около 2000 нм, что значительно длиннее, чем в среднем у диодного лазера с длиной волны от 808 до 1064 нм, используемого для традиционной лазерной сварки пластмасс. Поскольку эти более длинные волны легче поглощаются термопластами, чем инфракрасное излучение традиционной сварки пластмасс, можно сваривать два прозрачных полимера без каких-либо красителей или поглощающих добавок. В медицинской промышленности обычно применяются такие устройства, как катетеры и микрофлюидные устройства. Интенсивное использование прозрачных пластиков, особенно гибких полимеров, таких как ТПУ, ТПЭ и ПВХ, в промышленности медицинского оборудования делает прозрачную лазерную сварку естественной. Кроме того, этот процесс не требует добавок или красителей, поглощающих лазерный луч, что значительно упрощает тестирование и соблюдение требований биосовместимости.

Сварка растворителем

Основная статья: Склеивание растворителем

При сварке растворителем применяется растворитель, который может временно растворить полимер при комнатной температуре. Когда это происходит, полимерные цепи могут свободно перемещаться в жидкости и могут смешиваться с другими аналогичным образом растворенными цепями в другом компоненте. При наличии достаточного времени растворитель проникнет через полимер и выйдет в окружающую среду, так что цепи потеряют свою подвижность. В результате образуется твердая масса переплетенных полимерных цепей, образующая сварной шов растворителем.

Этот метод обычно используется для соединения труб из ПВХ и АБС, например, в бытовой сантехнике. «Склейка» моделей из пластика (поликарбоната, полистирола или АБС) также является процессом сварки растворителем.

Дихлорметан (метиленхлорид) позволяет сваривать поликарбонат и полиметилметакрилат растворителем . Это основной ингредиент некоторых цементов на основе растворителей. АБС-пластик обычно сваривается с помощью растворителей на основе ацетона , которые часто продаются в виде разбавителей для краски или в небольших контейнерах в качестве жидкости для снятия лака.

Сварка растворителем является распространенным методом изготовления пластмасс и используется производителями витрин для магазинов, держателей брошюр, презентационных коробок и пылезащитных чехлов. Еще одним популярным применением растворителей в сегменте хобби является изготовление моделей из наборов для литья под давлением масштабных моделей самолетов, кораблей и автомобилей, в которых преимущественно используется полистирол .

Испытание пластиковых сварных швов

Для испытания пластиковых сварных швов существует ряд требований как к инспектору, так и к методу испытания. Кроме того, существует два разных типа проверки качества сварных швов. Эти два типа — разрушающий и неразрушающий контроль. Разрушающий контроль служит для квалификации и количественной оценки сварного соединения, тогда как неразрушающий контроль служит для выявления аномалий, несплошностей, трещин и/или щелей. Как следует из названий этих двух тестов, разрушающий контроль разрушает испытываемую деталь, тогда как неразрушающий контроль позволяет использовать образец для испытаний впоследствии. В каждом из этих типов доступно несколько методов. В этом разделе излагаются некоторые требования к испытаниям сварных швов пластмасс, а также различные типы разрушающих и неразрушающих методов, применимых к сварке пластмасс, а также рассматриваются некоторые преимущества и недостатки.

Требования к тестированию

Некоторые стандарты, такие как Американское общество сварщиков (AWS), требуют, чтобы лица, проводящие проверку или испытания, имели определенный уровень квалификации. Например, AWS G1.6 — это спецификация для квалификации инспекторов по сварке пластмасс для сварки горячим газом, экструзии горячим газом и стыковых сварных швов термопластов с нагретым инструментом. Этот конкретный стандарт предписывает, что для проверки пластиковых сварных швов инспектору необходим один из трех различных уровней квалификации. Этими уровнями являются младший инспектор по сварке пластмасс (APWI), инспектор по сварке пластмасс (PWI) и старший инспектор по сварке пластмасс (SPWI). Каждый из этих уровней имеет разные обязанности. Например, APWI должен напрямую контролировать PWI или SPWI для проведения проверки или подготовки отчета. Эти три разных уровня сертификации также имеют разные требования к возможностям, требованиям к образованию и экзаменационным требованиям. Кроме того, они должны быть в состоянии поддерживать эту квалификацию каждые 3 года.

Разрушающий контроль

Испытание на изгиб

Основная статья: Испытание на трехточечный изгиб

При испытании на изгиб используется плунжер для изгиба тестового купона до желаемой степени. Эта тестовая установка показана на рисунке 2.

Рисунок 2. Настройка испытания на изгиб

Список минимальных углов изгиба и смещений плунжера для различных пластиковых материалов можно найти в стандартах DVS, DVS2203-1 и DVS2203-5. Некоторые данные о скорости плунжера, угле изгиба и смещении, полученные от DVS2203-1, показаны в Таблицах 1 и Таблице 2.

Таблица 1. Скорости плунжера для различных материалов

Материал	Скорость испытания [мм/мин]
Полиэтилен высокой плотности	50
Полипропилен (PP-R)	50
Полипропилен (ПП-Х, ПП-Б)	20
Поливинилиденфторид	20
Поливинилхлорид – непластифицированный	10

Таблица 2: Угол изгиба и смещение

Толщина испытательных образцов [мм]	Угол изгиба [град]	Смещение поршня [мм]
3 < с ≤ 5	160	60
5 < с ≤ 15	160	70
16 < с ≤ 20	160	85
21 < с ≤ 25	160	170
26 < с ≤ 30	160	150

Некоторые из основных преимуществ испытания на изгиб заключаются в том, что оно предоставляет качественные данные о деформации растяжения, сжатия и сдвига. Эти результаты обычно приводят к более высокому уровню уверенности в качестве сварного соединения и процесса. Напротив, некоторые недостатки заключаются в том, что требуется несколько образцов для испытаний. Обычно рекомендуется использовать минимум 6 различных тестовых образцов. Еще одним недостатком является то, что он не дает конкретных значений для оценки конструкции соединения. Более того, может потребоваться немало усилий для подготовки детали к испытаниям. Это может привести к увеличению стоимости и сроков в зависимости от сложности детали. Наконец, как и при всех разрушающих испытаниях, деталь и/или сварной шов разрушаются и не могут быть использованы.

Испытание на растяжение

Основная статья: Испытание на растяжение

При проведении испытания на растяжение образец растягивают до тех пор, пока он не сломается. Это испытание является количественным и позволяет определить предельную прочность на разрыв, деформацию, а также энергию до разрушения, если к образцу прикреплены экстензометры. Кроме того, результаты испытания на растяжение не могут быть перенесены в результаты испытания на ползучесть. Скорость вытягивания образца зависит от материала. Кроме того, форма образца также имеет решающее значение. DVS2203-5 и AWS G1.6 являются отличными источниками информации. Примеры форм показаны на рисунках 3–5. Кроме того, скорость испытания каждого материала показана в таблице 3.

Рисунок 3: Образец для испытания на растяжение, форма 1

Рисунок 4: Образец для испытания на растяжение, форма 2

Скорость испытания на растяжение различных пластмасс

Материал	Скорость тестирования [мм/мин]
НА	50 ± 10%
ПП-Р	50 ± 10%
Ну 12	50 ± 10%
ПП-Н	20 ± 10%
ПП-Б	20 ± 10%
ПВДФ	20 ± 10%
ПЭ, электропроводящий	20 ± 10%
Э-CTFE	20 ± 10%
ПВХ-У	10 ± 20%
ПВХ-С	10 ± 20%

Рисунок 5: Образец для испытания на растяжение, форма 3

Одним из преимуществ испытания на растяжение является то, что оно дает количественные данные о сварном шве как для сварного шва, так и для основного материала. Кроме того, испытание на растяжение легко проводить. Основным недостатком этого тестирования является объем подготовки, необходимой для проведения теста. Еще одним недостатком является то, что он не обеспечивает долговременную работоспособность сварного шва. Кроме того, поскольку это тоже разновидность разрушающего испытания, деталь уничтожается с целью сбора этих данных.

Испытание на удар

В тесте на удар, также известном как испытание на растяжение, используется образец, зажатый в маятнике. Образец для испытаний выглядит так, как показано на рисунке 4. Маятник падает вниз и ударяет образец о наковальню, разрушая образец. Это испытание позволяет определить энергию удара для сварного шва и основного материала. Кроме того, удлинение остаточного разрушения можно рассчитать путем измерения длины образца после испытания. Основным преимуществом этого теста является получение количественных данных. Еще одним преимуществом является то, что его легко настроить. Недостатком является то, что для проведения этого теста также может потребоваться серьезная подготовка. Кроме того, как и при испытании на растяжение, долгосрочные характеристики сварного шва не определяются, и деталь разрушается.

Испытание на ползучесть

Существует два типа испытаний на ползучесть: испытание на ползучесть при растяжении и испытание на ползучесть. Оба испытания на ползучесть оценивают долговременные характеристики сварного шва испытуемого образца. Эти испытания обычно проводятся в среде при постоянной температуре и постоянном напряжении. Для этого теста требуется минимум 6 образцов, чтобы получить достаточно данных для проведения статистического анализа. Преимущество этого испытания состоит в том, что оно предоставляет количественные данные о долгосрочных характеристиках сварного шва; однако у него есть и свои недостатки. Необходимо приложить немало усилий для подготовки образцов и регистрации того, откуда именно взялся образец и использованный метод его удаления. Это очень важно, поскольку то, как образец отделяется от основной части, может сильно повлиять на результаты испытаний. Кроме того, необходим строгий контроль тестовой среды. Отклонение температуры среды может привести к резкому изменению времени разрушения при ползучести. В некоторых случаях изменение температуры на 1 градус Цельсия влияло на время разрушения при ползучести на 13%. Наконец, этот тест снова является разрушительным тестом, поэтому при проведении этого типа теста основная часть будет уничтожена.

Неразрушающий контроль

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр, как следует из названия, представляет собой визуальное исследование сварного изделия. Инспектор обычно ищет визуальные признаки, такие как изменения цвета, дефекты сварных швов, несплошности, пористость, зазубрины, царапины и т. д. Обычно визуальный осмотр разбивается на различные категории или группы в соответствии с квалификационными критериями контроля. Эти группы могут различаться в зависимости от стандарта, и каждая группа имеет определенный уровень несовершенств, который они считают приемлемым. В стандарте DVS DVS2202-1 есть 5 таблиц и диаграмма, в которых показаны различные типы дефектов, обнаруженных при визуальном осмотре, и их допустимые критерии приемки.

Визуальный осмотр очень выгоден тем, что он быстрый, простой, недорогой и требует очень простых инструментов и датчиков для проведения. Поскольку это происходит очень быстро, обычно требуется провести визуальный контроль прохода сварного шва, прежде чем можно будет провести какой-либо дополнительный неразрушающий контроль образца. Напротив, проверку должен выполнять человек, обладающий большим опытом и навыками. Кроме того, этот тип испытаний не дает никаких данных о качестве сварного шва. Из-за низкой стоимости, если есть подозрение, что в детали есть проблемы, последующее тестирование может быть проведено без особых первоначальных инвестиций.

Рентгеновское исследование

Рентгеновское тестирование пластмасс аналогично испытанию металлических сварных изделий, но использует гораздо меньшую интенсивность излучения, поскольку пластмассы имеют меньшую плотность, чем металлы. Рентгеновское исследование используется для обнаружения дефектов, находящихся под поверхностью. К таким несовершенствам относятся пористость, твердые включения, пустоты, трещины и т. д. Рентгеновское излучение передает излучение через испытуемый объект на пленку или камеру. Эта пленка или камера создаст изображение. Объект разной плотности будет отображаться на изображении в виде разных оттенков, что указывает на расположение дефектов. Одним из преимуществ рентгена является то, что он позволяет быстро выявить дефекты как на поверхности, так и внутри сварного соединения. Кроме того, рентгеновские лучи можно использовать для исследования широкого спектра материалов. Их можно использовать для создания записи на будущее. Одним из недостатков рентгена является его дороговизна и трудоемкость. Во-вторых, его нельзя использовать для оценки качества сварного шва или оптимизации параметров процесса. Кроме того, если разрыв не совмещен должным образом с лучом излучения, его может быть трудно обнаружить. Четвертый недостаток заключается в том, что требуется доступ к обеим сторонам измеряемого компонента. Наконец, это представляет риск для здоровья из-за радиации, которая передается во время рентгеновского процесса.

Ультразвуковой контроль

Основная статья: Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой контроль использует высокочастотные звуковые волны, проходящие через сварной шов. Волны отражаются или преломляются, если попадают на индикатор. Отраженной или преломленной волне потребуется другое время, необходимое для прохождения от передатчика к приемнику, чем в случае отсутствия индикации. Это изменение во времени и является способом обнаружения дефектов. Первое преимущество ультразвукового контроля заключается в том, что он позволяет относительно быстро обнаружить дефекты внутри сварного соединения. Этот метод испытаний также позволяет обнаружить дефекты глубоко внутри детали. При этом ее можно проводить с доступом только с одной стороны детали. Напротив, использование ультразвукового контроля имеет ряд недостатков. Во-первых, его нельзя использовать для оптимизации параметров процесса или оценки качества сварного шва. Во-вторых, это дорого и трудоемко. Для проведения испытаний также требуются опытные специалисты. Наконец, существуют ограничения по материалам пластиков из-за ограничений передачи ультразвуковых волн через некоторые пластики. На рисунке 6 показан пример ультразвукового контроля.

Рисунок 6: Обнаружение дефектов ультразвуковым контролем.

Испытание на утечку высокого напряжения

Испытание высоким напряжением также известно как искровое испытание. В этом типе испытаний используется электропроводящая среда для покрытия сварного шва. После нанесения покрытия сварной шов подвергается воздействию зонда высокого напряжения. Это испытание показывает признаки утечки в сварном шве, когда дуга наблюдается через сварной шов. Преимущество этого типа контроля состоит в том, что он позволяет быстро обнаружить дефекты внутри сварного соединения и иметь доступ только к одной стороне сварного шва. Одним из недостатков этого типа испытаний является отсутствие возможности оценить качество сварного шва. Кроме того, сварной шов должен быть покрыт проводящим материалом.

Испытание на герметичность

При испытании на герметичность или испытании на утечку для создания давления в детали используется жидкость или газ. Этот тип тестирования обычно проводится на пробирках, контейнерах и сосудах. Другой способ проверить герметичность одной из этих конструкций — применить к ней вакуум. Одним из преимуществ является то, что это быстрый и простой способ обнаружения дефекта сварного шва. Кроме того, его можно использовать для различных материалов и форм деталей. С другой стороны, у него есть несколько недостатков. Во-первых, нет возможности оценить качество сварного шва. Во-вторых, с ним связана опасность взрыва, если во время испытаний возникнет избыточное давление. Наконец, оно ограничивается трубчатыми конструкциями.

См. также

• Бутанон
• Электросварка
• Термосварщик
• Реологическая свариваемость полуфабрикатов из полимерных материалов
• Термопластик

Дальнейшее чтение

• Дж. Алекс Нойманн и Фрэнк Дж. Бокофф, «Сварка пластмасс», 1959, издательство Reinhold.
• Безопасность при использовании радиочастотных диэлектрических нагревателей и герметиков. ISBN   92-2-110333-1
• Майкл Дж. Тротон, «Справочник по соединению пластмасс, практическое руководство», 2-е изд., 2008 г., ISBN   978-0-8155-1581-4
• Трес, Пол А., «Проектирование пластиковых деталей для сборки», 6-е изд., 2006 г., ISBN   978-1-5699-0401-5
• Гревелл, Дэвид А., Бенатар, Авраам, Пак, Джун Бу, «Справочник по сварке пластмасс и композитов», 2003 г., ISBN   1-56990-313-1